Избыток магнитного заряда

Наука и технологии
Москва, 09.04.2012
«Эксперт» №14 (797)

Иллюстрация: picvario.com/Russian Look

Физикам удалось сделать еще один шаг в сторону практического использования движения магнитных зарядов. Магнитные монополи до сих пор не получены в изолированном виде, но в 2009 году удалось получить их виртуальные аналоги в спиновом льду — веществе, в котором атомы, находящиеся в узлах тетраэдральной кристаллической решетки, представляют собой магнитные диполи (о работах со спиновым льдом см. «Освоение магнетричества» в «Эксперте» № 8 за 2011 год). При температуре, близкой к абсолютному нулю, атомы «фиксируются» в узлах кристаллической решетки, при этом часть диполей направлена внутрь тетраэдра решетки, а часть — наружу. Это создает внутри каждой элементарной ячейки избыток «северного» или «южного» магнитного заряда. В 2011 году на примере спинового льда из титаната диспрозия было показано, что такие заряды ведут себя как квазичастицы, имеющие свойства теоретически предсказанного магнитного монополя.

Исследователи из Имперского колледжа Лондона продолжили изучение виртуальных монополей и сумели сделать шаг в сторону создания практических устройств на их основе. Для этого они использовали вместо кристаллической решетки титаната диспрозия решетку существенно большего масштаба. Физики из кобальтовых магнитов длиной 1 мкм и шириной 100 нм построили плоскую гексагональную решетку размером 100 x 100 мкм. Каждый узел решетки представляет собой точку схождения трех магнитов, поэтому как минимум два из них сойдутся одноименными полюсами, вызвав избыток «магнитного заряда». При внешнем воздействии такие звенья решетки способны менять свое положение и вызывать изменения своих соседей, создавая цепные реакции, формирующие упорядоченное движение магнитных зарядов.

Британским исследователям удалось показать, как можно определять состояние магнитов в решетке по изменениям в электрическом сопротивлении устройства. Кроме того, их работа велась уже при –223 °C, что, безусловно, еще далеко от комнатной температуры, но уже значительно дальше от абсолютного нуля, чем первые эксперименты. По мнению авторов, подобная сотовая структура может служить средством хранения информации, а также устройством для ее обработки, работающим по принципу нейронной сети.

«Сильное взаимодействие между соседними магнитами позволяет тонко влиять на формирование структуры в решетке. Этим можно воспользоваться для решения сложных задач, потому что существует множество возможных вариантов и мы можем различать их в электронном виде, — считает автор исследования Уилл Брэнфорд. — Наша следующая большая задача — сделать массив наномагнитов, которые могут быть “запрограммированы” без использования внешнего магнитного поля».

У партнеров

    «Эксперт»
    №14 (797) 9 апреля 2012
    Политические реформы
    Содержание:
    Демократизация вопреки реформе

    Политическая реформа Дмитрия Медведева поддержит доминирование «Единой России» административно. Сама же партия едва ли не впервые в своей истории намерена поддержать его и собственными политическими решениями

    Потребление
    Спецвыпуск
    Реклама